[发明专利]一种工厂异构设备接入平台及方法

说明书

本发明涉及一种工厂异构设备接入平台及方法，所述平台由设备层、驱动层、连接层、数据层和应用层组成，所述设备层为硬件层，所述数据层内储存有建模模型，所述应用层为建模操作层。本发明的工厂异构设备接入平台及方法，采用动态建模技术，生产设备一次建模后，对同类设备可实现快速连接，降低了工厂异构设备和制造信息系统的信息集成融合接入的复杂度；工厂内任意设备与设备之间、系统和设备间只需通过统一的数据服务接口，设备ID和接入授权码，即可在工厂内任意时间，任意位置，获取该设备的实时数据。

技术领域

本发明属于生产设备的数据采集与通讯技术领域，具体涉及一种工厂异构设备接入平台及方法。

背景技术

现阶段大多数制造企业的工厂、车间分散建设，各类信息管理系统是定制开发，缺少异构设备接入信息系统的专用接口和数据通讯规范，制约了工厂异构设备的互联互通、与信息系统融合。

目前应用广泛的SCADA软件也不能完全满足异构设备接入要求：SCADA软件能很好支持标准化的仪表、DCS、PLC类设备的连接，而针对大型装备制造业工厂内的单片机/嵌入式类设备、工控机+运动控制器类别的自动化设备、非标设备、以及专用设备的连接支持不足；在我国制造业的利润偏低，若按SCADA系统变量点数付费，其连接成本很高，制约了制造业异构设备接入和升级改造的动力。

因此，需要设计一种工厂异构设备接入平台及方法，实现工厂异构设备接入的通用性、可移值性、可配置性和可扩展性，适应多种业务需求和流程的变化，低成本。

发明内容

针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种工厂异构设备接入平台及方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种工厂异构设备接入平台，包括平台，所述平台由设备层、驱动层、连接层、数据层和应用层组成，所述设备层为硬件层，所述数据层内储存有建模模型，所述应用层为建模操作层。

进一步限定，所述设备层主要为面向工厂各类异构设备的物理硬件，具体表现为通过各种有线物理接口如，RS232、RS485、RJ45、现场总线、工业以太网等，或如，Wifi、433M、Zigbee、蓝牙、GPRS、3G/4G、LTE等无线接入。

进一步限定，所述驱动层则为工厂各类异构设备的直接通信驱动，常用有Modbus、ModbusTCP、MPI、PPI、Profibus、CClink、Can、DeviceNet、Hostlink、专有驱动(RFID、数控、机器人等)、OPC-UA等。驱动层为设备接入关键，需具体深入研究各类通信协议，进行测试验证，再集成到云平台中，或借鉴现在SCADA数据采集技术进行研究与测试。

进一步限定，所述连接层包含软网关GateWay(IOT Hub)、安全认证和权限策略、设备影子、设备管理、规则引擎五大部分。分别负责协议转换，身份认证鉴权、加密安全，设备状态存储及查询，设备管理，以及消息规则处理与数据流转。软网关的功能主要为进行设备驱动协议到设备与云端接口通信的协议转换，如把设备层协议的Modbus、MPI、现场总线等协议转换为云端接口OPC-UA协议(或常用物联网通信协议MQTT)；为规范化设备层与后端云平台的接口与协议，拟采用国际上工业互联网最为流行的OPC-UA与MQTT作为本平台设备与云端的标准通信协议。安全认证权限策略主要为保护平台的安全性，设备需连入平台需进行安全认证和注册；规则引擎是连接前端与后端云平台的重要枢纽，规则引擎根据消息中的规则，将消息数据路由至后端可直接调用的相应数据云服务进行相关数据分析、处理、存储。